Khởi động hệ thống
Nội dung 1. Tổng quan quá trình khởi động 2. Quá trình tải nhân hệ điều hành 3. Quá trình khởi động dịch vụ hệ thống. Các mức thực hiện 4. Khởi tạo môi trường làm việc
1. Quá trình khởi động hệ thống máy tính Mục tiêu của quá trình khởi động - Khởi động các thành phần phần cứng - Kiểm tra trạng thái thiết bị - Khởi động các phần mềm cho NSD Cụ thể khi khởi động PC - Khởi động các thành phần phần cứng - Khởi động MBR - Thực hiện chương trình quản lý khởi động (menu hệ điều hành) - Khởi động nhân hệ điều hành - Khởi động các chương trình phục vụ NSD - Phụ thuộc yêu cầu các giai đoạn khởi động này có thể sát nhập
Quá trình khởi động Linux Bật nguồn điện Hệ thống tự kiểm tra và thực hiện cấu hình phần cứng Chương trình BIOS được thực hiện Cấu hình các thiết bị ngoại vi Truy cập vào các thiết bị lưu trữ chính Chương trình khởi động được thực hiện Tải nhân HĐH Khởi động các dịch vụ của HĐH HĐH thực hiện tiến trình init Khởi động các tiến trình và môi trường làm việc của hệ thống Theo cấu hình, init khởi động giao diện NSD Bật nguồn Thực hiện BIOS BootLoader Nhân HĐH Init Login
Khởi động hệ thống vật lý Phụ thuộc vào hệ thống vật lý Trên PC: BIOS POST Xác định và đánh dấu các thiết bị ngoại vi Xác định thiết bị khởi động Thực hiện MBR MBR Chương trình khởi động Bảng các phân chương Thực hiện boot record
MBR-Master Boot Record MBR là sector đầu tiên của ổ đĩa vật lý được phân chia thành nhiều ổ đĩa logic MBR nằm ngoài các phân chương MBR: Chứa bảng các phân vùng chính Chứa chương trình khởi động Mỗi phân vùng lại có một Boot Record riêng, chứa mã để khởi động Hệ điều hành nằm trong phân chương
MBR-Master Boot Record
Các thành phần của MBR 446 bytes đầu tiên là chương trình boot loader à tải boot loader của một phân vùng tích cực 64 bytes tiếp theo là bảng các phân vùng Tối đa 4 phân vùng Flags, CHS (Cylinder-Head-Sector) đầu, Bytes, CHS cuối, LBA (Logical Block Addressing), size 2 bytes cuối cùng là magic number: đánh dấu cuối MBR.
Ví dụ về MBR phức tạp 1. Tải bảng phân vùng của Active patition (phân vùng tích cực) 2. Tìm sector đầu tiên của phân vùng tích cực 3. Nạp sector đầu tiên vào bộ nhớ 4. Chuyển điều khiển cho chương trình vừa được tải về
Chú ý Một máy tính có tối đa 4 ổ IDE Một ổ đĩa có thể có tối đa 4 phân vùng chính Trong 4 phân vùng chính, có 1 phân vùng có thể chuyển thành phân vùng mở rộng Trong phân vùng mở rộng, có thể có 4 phân vùng logic
Chương trình khởi động Chương trình nhỏ dùng để tải nhân ĐH Vị trí 1 st sector của HDD: 1 st stage boot loader, trong MBR 1 st sector của phân vùng: 2 nd stage boot loader. Chức năng Tải nhân hệ điều hành vào bộ nhớ Tải chương trình tải hệ điều hành vào bộ nhớ Gọi chương trình khởi động trong boot sector của phân vùng khác Đơn giản Không có xác thực Không có bảo vệ (Boot sector virus)
2. Tải nhân hệ điều hành MBR hoặc boot sector có thể tải trực tiếp nhân hệ điều hành Chỉ sử dụng các thao tác đọc đĩa bậc thấp và đơn giản Không đọc được các tệp lớn, vị trí phức tạp (vd LBA) Thực tế MBR tải một chương trình nhỏ (vẫn lớn hơn MBR) để chương trình này có thể tải nhân hệ điều hành Phức tạp hơn, nhiều bước hơn Nhân HĐH có thể phức tạp hơn CT nhỏ: ntosloader, lilo, grub
Lilo Boot Loader boot = /dev/hda #boot loader ở MBR delay = 40 compact vga = normal root = /dev/hda1 read-only image = /zimage-2.5.99 label = try # tên ở menu khởi động image = /zimage-1.0.9 label = 1.0.9 other = /dev/hda3 label = dos table = /dev/hda Đặt tại MBR của HDD hoặc Sector đầu tiên của Partition Để đơn giản, nhân hệ điều hành + các thành phần khác của HĐH cần thiết cho việc tải HĐH đặt ở trong thư mục/boot Cho phép lựa chọn HĐH để khởi động Cấu hình lilo Thay đổi tệp /etc/lilo.conf Sử dụng lệnh lilo để Đọc nội dung tệp cấu hình Ghi nội dung này vào MBR Có thể kiểm tra cấu hình trước khi ghi
LILO Boot step L- Loader OK LI- Second stage Loader OK LIL? Thấy Kernel không tải được LIL- Kernel sai qui cách LILO- Thành công
Grub bootloader
Grub bootloader Grand Unified Bootloader Được cài tại MBR Dùng để tải grub loader Grub loader tải hệ điều hành trong thư mục boot
Cấu hình grub Grub 1.5: /boot/grub.conf MBR không thay đổi khi thay đổi boot/ grub.conf Quá trình thực hiện thay đổi do Grub bước 2 thực hiện Cho phép thay đổi tham số boot khi khởi động máy
Các tham số khi boot Vga: các chế độ màn hình text khi boot Root: chỉ ra ổ đĩa sẽ là hệ thống tệp / Label: tên lựa chọn HĐH khi khởi động Các thông số thiết bị khác
Kernel boot
2. Khởi động các tác vụ hệ thống và mức thực hiện Các mức thực hiện Sau khi tải nhân hệ điều hành, một số các tác vụ được thực hiện Tác vụ đầu tiên là tác vụ init (chạy pstree để xem) Các tác vụ khác được tải vào theo cấu hình yêu cầu của NSD Các yêu cầu khác nhau được định nghĩa theo 6 mức thực hiện Mỗi mức thực hiện bao gồm các tác vụ khác nhau được kích hoạt
Các mức thực hiện-run level Mức thực hiện Mô tả 0 Tắt máy 1 Đơn NSD, không đồ họa, không mạng, không dịch vụ 2 Đa NSD, không đồ họa, không mạng 3 Đa NSD, không đồ họa, mạng 4 Chưa dùng 5 Đa NSD, đồ họa, mạng 6 Khởi động lại S Đơn NSD, không đồ họa, không mạng, không dịch vụ
Mức thực hiện-debian Mức thực hiện Mô tả 0 Halt 1 Đơn NSD, không đồ họa, không mạng 2-5 Đa NSD, đồ họa, mạng 6 Khởi động lại
Các mức thực hiện-redhat Mức thực hiện Mô tả 0 Tắt máy 1 Đơn NSD, không đồ họa, không mạng, không dịch vụ 2 Đa NSD, không đồ họa, không mạng 3 Đa NSD, không đồ họa, mạng 4 Chưa dùng 5 Đa NSD, đồ họa, mạng 6 Khởi động lại S Đơn NSD, không đồ họa, không mạng, không dịch vụ
Câu lệnh quản lý mức thực hiện runlevel init telinit initctl
Các tác vụ hệ thống Startup init level INIT /etc/inittab Run levels 0-6
/etc/inittab Chứa danh sách các tiến trình cần thực thi khi boot tùy theo các mức run-level
inittab
rc: startup directories
rc: startup directories rc.d/ thư mục chứa các script, mỗi script cho một dịch vụ Các dịch vụ này được rc gọi khi khởi động rc.shutdown tắt các dịch vụ này khi shutdown Các script cũng được gọi khi thực hiện các hoạt động stop, start, restart, reload điều khiển các dịch vụ
Login Để đăng nhập vào hệ thống, NSD cần có tài khoản Có thể đăng nhập vào terminal Mặc định, hệ thống linux có 6 terminal (tty1-tty6), tty; teletype writer tty 7 cho giao diện đồ họa Chuyển đổi giữa các giao diện, dùng Alt- Fx Thay đổi số lượng tty trong inittab
Dịch vụ đơn lẻ Chương trình được thực hiện bởi hệ thống Thực hiện bởi một script đặt trong thư mục /etc/rc.d/init.d/ hoặc /etc/init.d/ Các thư mục /etc/rx#.d/ chứa các liên kết biểu tượng tới các script của dịch vụ K-tắt, S-bật
Script thực hiện dịch vụ Cung cấp các thao tác Bật, tắt, khởi động lại, cấu hình lại, khởi động lại có điều kiện, trạng thái Tạo ra các tệp log để lưu trạng thái dịch vụ Kiểm tra các điều kiện cần thiết để thực hiện dịch vụ Ví dụ: pico /etc/init.d/crond
Các dịch vụ thực hiện khi khởi động Trong thư mục của các mức thực hiện, có các liên kết tới các script thực hiện các dịch vụ K=kill S=start Số thứ tự quyết định dịch vụ nào được khởi động trước Có thể được cấu hình Bằng tay, câu lệnh, giao diện tương tác
chkconfig Công cụ quản lý các startup directory rc.d 5 thao tác Hiển thị trạng thái khởi động của dịch vụ Thêm dịch vụ Bớt dịch vụ Thay đổi trạng thái khởi động của dịch vụ On/Off/Reset Trạng thái khởi động mặc định của dịch vụ Lưu trong script của dịch vụ
TCP daemon Theo dõi các yêu cầu thiết lập kết nối Nếu cần thiết, khởi tạo dịch vụ để xử lý yêu cầu Chuyển điều khiển cho dịch vụ (theo yêu cầu) Chuyển điều khiển cho dịch vụ (một lần) à siêu server inetd, xinetd
Chức năng của TCP daemon Tiết kiệm tài nguyên hệ thống Quản lý danh sách truy cập, logging,. Các dịch vụ thông dụng được khai báo trong /etc/services
inetd Nghe các cổng được quy định cho các dịch vụ Internet: FTP, POP3, Telnet, Khi có gói tin TCP hoặc UDP đến một trong các cổng này, inetd kích hoạt server dịch vụ tương ứng Inet nối stdin, stdout, stderr của server dịch vụ với socket tại cổng Dịch vụ ít tải: sử dụng bộ nhớ hiệu quả vì server dịch vụ không cần lo phần kết nối mạng do inetd chịu trách nhiệm Dịch vụ tải lớn, thường xuyên: server riêng nghe cổng này. VD: httpd
Quản lý truy cập Inetd quản lý truy cập mạng thông qua 2 danh sách /etc/host.allow /etc/host.deny